The porphyran degradation system is complete, phylogenetically and geographically diverse across the gut microbiota of East Asian populations
Notice bibliographique
Résumé
The human gut microbiota can acquire new catabolic functions by integrating genetic material coming from the environment, for example from food-associated bacteria. An illustrative example of that is the acquisition by the human gut microbiota of Asian populations of genes coming from marine bacteria living on the surface of red algae that are incorporated into their diet when eating maki-sushi. To better understand the function and evolution of this set of algal genes corresponding to a polysaccharide utilization locus (PUL) dedicated to the degradation of porphyran, the main polysaccharide of the red algae Porphyra sp., we characterized it biochemically, assessed its genetic diversity and investigated its geographical distribution in large public worldwide datasets. We first demonstrated that both methylated and unmethylated fractions are catabolized without the help of external enzymes. By scanning the genomic data of more than 10,000 cultivated isolates as well as metagenomic data from more than 14,000 worldwide individuals, we found that the porphyran PUL is present in 17 different Phocaeicola/Bacteroides species (including 12 species that were not known to carry it), as well as in two Parabacteroides species and two genera from the Bacillota phylum, highlighting multiple lateral transfers within the gut microbiota. We then analyzed the prevalence of this porphyran PUL across 32 countries and showed that it exists in appreciable frequencies (>1%) only in East Asia (Japan, China, Korea). Finally, we identified three major PUL haplotypes which frequencies significantly differ between these East Asian countries. This geographic structure likely reflects the rate of bacterial horizontal transmission between individuals.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».